EP0610559A1 - Spann- und/oder Fügevorrichtung - Google Patents

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EP0610559A1
EP0610559A1 EP93118880A EP93118880A EP0610559A1 EP 0610559 A1 EP0610559 A1 EP 0610559A1 EP 93118880 A EP93118880 A EP 93118880A EP 93118880 A EP93118880 A EP 93118880A EP 0610559 A1 EP0610559 A1 EP 0610559A1
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EP
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clamping
joining
workpiece support
load
device frame
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Hansjoachim Klein
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DE STA CO Metallerzeugnisse GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing

Definitions

  • the invention relates to a clamping and / or joining device for the precise, punctual fixing of two objects, in particular flat workpieces, such as sheets or the like. According to the preamble of claim 1.
  • Devices of this type are known, for example, from DE-A-38 22 377, in which case it is specifically a device for joining two sheets, which are first clamped together with a so-called hold-down device and then by pressing the die through material deformation between the male and the male Matrix are connected.
  • the actuating mechanism is designed in the form of a toggle lever mechanism that is common in clamping devices.
  • the subject matter of the invention is a tensioning and / or joining device.
  • the invention is based on the object of improving a device of the generic type, which is thus actuated, for example, by an actuating cylinder with the interposition of a toggle lever mechanism, and with simple constructive means that the unavoidable bending no longer relates to the axial precise alignment between the workpiece support and dislodging clamping or joining stamps.
  • This solution is based on three essential measures, namely on the one hand to hold the workpiece support by a firm connection to the fixture frame in an axially accurate assignment to the clamping or joining die, on the other hand to the division of the counterholder in two and finally to the intermediate arrangement of a ball between the lower end of the workpiece support and the lower part of the counter holder. If the load-bearing lower part bends under load and, as mentioned, only moves in the 1/100 mm range, the center support of the workpiece support is retained by the intermediate arrangement of the ball.
  • a device is known with which a bending offset can also be counteracted, but this device does not allow a firm connection of the workpiece support to the actual device frame and requires an articulated connection to the device frame, which in turn If jamming of the coaxially movable workpiece support is to be prevented, it must also be pivotally connected to the die holder.
  • the clamping and / or joining device basically and in a known manner consists of a device frame 1 with a clamping or joining die 2 which can be actuated by a toggle lever mechanism, under which in a cantilever-like counter-holder 3 of the device frame 1 a workpiece support 4 axially aligned with the clamping or joining die 2 is arranged.
  • the exemplary embodiment is a device of a special kind, namely with a double drive on the one hand for tensioning and on the other hand for press-fitting.
  • the counter-holder 3 which is firmly connected to the device frame 1, consists of a part 3 'which receives the clamping and joining load and from a the workpiece support 4 axially in the direction of Load displaceable part 3 '' is formed, and that between the lower end 4 'of the workpiece support 4 and the load-bearing part 3' a positionally fixed ball 5 is arranged.
  • the joining device is shown with a hold-down device, which is actuated by a toggle lever mechanism KM, while the joining die 2 is actuated by a further toggle lever mechanism KM1, which mechanisms receive their drive from actuating cylinders, not shown.
  • a hold-down device which is actuated by a toggle lever mechanism KM
  • the joining die 2 is actuated by a further toggle lever mechanism KM1
  • receive their drive from actuating cylinders not shown.
  • the joining die 2 is provided with a male part 7 and the workpiece support 4 is provided with a female die 8, and furthermore the joining die 2 is mounted in a clamping arm 13 which can be pivoted on the device frame 1 and is coupled to the toggle lever mechanism KM, which forms the aforementioned hold-down.
  • the part 3 ' is arranged as a central cantilever extension 6 on the device frame 1, to which the part 3' 'is assigned in the form of two carrying extensions 9 arranged laterally adjacent to the device frame 1.
  • a cross member 10 carrying the workpiece support 4 is arranged on this a cross member 10 carrying the workpiece support 4 arranged.
  • the part 3 ' is advantageously arranged on the device frame 1 in a height-adjustable manner in the direction of the joining load, as indicated by arrow P.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände, insbesondere flächiger Werkstücke, wie Bleche od. dgl., bestehend aus einem Vorrichtungsgestell (1) mit einem durch eine Betätigungsmechanik (KM) betätigbaren Spann- oder Fügestempel (2), unter dem in einem kragbalkenartigen Gegenhalter (3) des Vorrichtungsgestelles (1) eine zum Spann- oder Fügestempel (2) axial fluchtende Werkstücksauflage (4) angeordnet ist. Nach der Erfindung ist der fest mit dem Vorrichtungsgestell (1) verbundene Gegenhalter (3) aus einem, die Spann- und Fügebelastung aufnehmenden Teil (3') und aus einem die Werkstücksauflage (4) axial in Richtung der Belastung verschieblich enthaltenden Teil (3'') gebildet, wobei zwischen dem unteren Ende (4') der Werkstücksauflage (4) und dem die Last aufnehmenden Teil (3') eine lagefixierte Kugel (5) angeordnet ist. Dadurch kann sich die unvermeidbare Verbiegung nicht mehr auf die axiale lagegenaue Fluchtung zwischen Werkstücksauflage und Spann- bzw. Fügestempel versetzend auswirken. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände, insbesondere flächiger Werkstücke, wie Bleche od. dgl. gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige Vorrichtungen sind bspw. nach der DE-A-38 22 377 bekannt, wobei es sich in diesem Falle speziell um eine Vorrichtung zur Fügeverbindung zweier Bleche handelt, die zunächst mit einem sogenannten Niederhalter zusammengespannt und dann durch Nachdrücken des Fügestempels durch Materialverformung zwischen Patrize und Matrize verbunden werden. Die Stellmechanik ist hierbei in Form einer wie bei Spannvorrichtungen allgemein üblichen Kniehebelmechanik ausgebildet.
  • Bei solchen Vorrichtungen, sofern das Vorrichtungsgestell mit seinem Gegenlager nicht auf einer festen Unterlage installiert ist, besteht das Problem, daß sich das kragbalkenartige Gegenlager in seiner Erstreckungsrichtung mehr oder weniger um ein oder mehrere 1/100 mm verbiegt, was sich an der weiter oben befindlichen Werkstücksauflage weitaus stärker bemerkbar macht und die erforderliche axiale Fluchtung zwischen Spann- und Fügestempel und der Werkstücksauflage bzw. der darauf angeordneten Matrize aufhebt, da eine Verschiebung eintritt.
  • Falls mit einer solchen Vorrichtung Bleche durch Materialverformung zusammengefügt bzw. verbunden werden sollen, so wird dadurch die Festigkeit der Fügeverbindung beachtlich reduziert. Abgesehen von einer Fügeverbindung kann aber auch der Bedarfsfall vorliegen, zwei Bleche oder dgl. Gegenstände in einer ganz bestimmten Stellung zueinander zusammenzuhalten, um diese dann außerhalb der eigentlichen Spannstelle mit anderen Verbindungsmitteln genau festgelegt zu verbinden. Auch in solchen Fällen besteht, bedingt durch den Biegungsversatz, die Gefahr, daß sich während des Zusammenspannens, die beiden Werkstücke zueinander versetzen können, was dann eine Fehlverbindung zur Folge hat. Mit Rücksicht darauf handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung um eine Spann- und/oder Fügevorrichtung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art, die also bspw. von einem Betätigungszylinder unter Zwischenschaltung einer Kniehebelmechanik betätigt wird, dahingehend und mit einfachen konstruktiven Mitteln zu verbessern, daß sich die unvermeidbare Verbiegung nicht mehr auf die axiale lagegenaue Fluchtung zwischen Werkstücksauflage und Spann- bzw. Fügestempel versetzend auswirken kann.
  • Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.
  • Diese Lösung basiert also auf drei wesentlichen Maßnahmen, nämlich zum einen auf dem Festhalten der Werkstücksauflage durch eine feste Verbindung zum Vorrichtungsgestell in axial lagegenauer Zuordnung zum Spann- bzw. Fügestempel, zum anderen auf der Zweiteilung des Gegenhalters, und schließlich auf der Zwischenanordnung einer Kugel zwischen dem unteren Ende der Werkstücksauflage und dem unteren Teil des Gegenhalters. Bei unter Belastung eintredender Biegung des lastaufnehmenden Unterteils, die sich, wie gesagt, nur im 1/100 mm-Bereich bewegt, bleibt die mittige Unterstützung der Werkstücksauflage durch die Zwischenanordnung der Kugel erhalten.
  • Nach der DE-A-41 19 624 ist zwar eine Vorrichtung bekannt, mit der einem Biegungsversatz ebenfalls entgegengewirkt werden kann, diese Vorrichtung läßt jedoch eine feste Verbindung der Werkstücksauflage mit dem eigentlichen Vorrichtungsgestell nicht zu und verlangt eine gelenkige Verbindung mit dem Vorrichtungsgestell, das seinerseits, wenn ein Verklemmen der koaxial beweglichen Werkstücksauflage verhindert werden soll, zusätzlich schwenkbar mit dem Fügestempelhalter verbunden sein muß.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Es zeigt schematisch
    • Fig. 1
    eine Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht und
    Fig. 2
    teilweise im Schnitt und in Ansicht die Vorrichtung längs Linie II-II in Fig. 1.
  • Die Spann- und/oder Fügevorrichtung besteht grundsätzlich und in bekannter Weise aus einem Vorrichtungsgestell 1 mit einem durch eine Kniehebelmechanik betätigbaren Spann- oder Fügestempel 2, unter dem in einem kragbalkenartigen Gegenhalter 3 des Vorrichtungsgestelles 1 eine zum Spann- oder Fügestempel 2 axial fluchtende Werkstücksauflage 4 angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Vorrichtung besonderer Art, nämlich mit einem Doppelantrieb einerseits für das Spannen und andererseits für das Drckfügen. Unabhängig von diesem Doppelantrieb interessiert hier nur der Bereich links in der Darstellung, für den wesentlich ist, daß der fest mit dem Vorrichtungsgestell 1 verbundene Gegenhalter 3 aus einem die Spann- und Fügebelastung aufnehmenden Teil 3' und aus einem die Werkstücksauflage 4 axial in Richtung der Belastung verschieblich enthaltenden Teil 3'' gebildet ist, und daß zwischen dem unteren Ende 4' der Werkstücksauflage 4 und dem die Last aufnehmenden Teil 3' eine lagefixierte Kugel 5 angeordnet ist.
  • Beim Ausführungsbeispiel ist die Fügevorrichtung mit Niederhalter dargestellt, die von einer Kniehebelmechanik KM betätigt wird, während der Fügestempel 2 von einer weiteren Kniehebelmechanik KM1 betätigt wird, welche Mechaniken ihren Antrieb von nicht dargestellten Betätigungszylindern erhalten. Dies bedarf im einzelnen keiner näheren Erläuterung, da hinlänglich bekannt (siehe bspw. DE-A-41 39 347).
  • Da das Ausführungsbeispiel auf das Fügen von Blechen abgestellt ist, ist der Fügestempel 2 mit einer Patrize 7 und die Werkstücksauflage 4 mit einer Matrize 8 versehen und ferner ist der Fügestempel 2 in einem am Vorrichtungsgestell 1 schwenkbaren, mit der Kniehebelmechanik KM gekoppelten Spannarm 13 gelagert, der den vorerwähnten Niederhalter bildet.
  • Beim Ausführungsbeispiel ist das das Teil 3' als mittiger Kragbalkenfortsatz 6 am Vorrichtungsgestell 1 angeordnet, dem das Teil 3'' in Form zweier seitlich benachbart dazu am Vorrichtungsgestell 1 angeordneter Tragfortsätze 9 zugeordnet ist. Auf diesen ist eine die Werkstücksauflage 4 tragende Traverse 10 angeordnet. Vorteilhaft ist dabei das Teil 3' in Richtung der Fügebelastung höheneinstellbar am Vorrichtungsgestell 1 angeordnet, wie mit Pfeil P angegeben.
  • Was die lagefixierte Anordnung der Kugel 5 betrifft, so ist diese, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in einer Kalotte 11 des Teiles 3' gelagert und mit einem Halteelement, wie Schraube 12 in der Kalotte 11 fixiert. Anstelle einer Kugel 5 könnte natürlich auch eine Halbkugel oder auch halbzylindrische Leiste verwendet werden, und es wäre auch eine entsprechende Ausformung des Teiles 3' in diesem Bereich unmittelbar unter dem Ende 4' der Werkstücksauflage 4 möglich. Wesentlich ist nur eine kugelförmig gewölbte Auflage, um bei Ausbiegung des Teiles 3' unter Belastung nach unten die Zentrizität der Auflage zum Ende 4' zu gewährleisten.
  • Bevorzugt wird in Rücksicht auf etwaigen Verschleiß eine auswechselbare Zuordnung der Auflage bzw. der Kugel 5 zum Teil 3'. Sofern eine halbzylindrische Leiste verwendet werden sollte so muß diese sich selbstverständlich senkrecht zur Zeichnungsebene erstrecken.

Claims (5)

  1. Spann- und/oder Fügevorrichtung zur lagegenauen, punktuellen Fixierung zweier Gegenstände, insbesondere flächiger Werkstücke, wie Bleche od. dgl., bestehend aus einem Vorrichtungsgestell (1) mit einem durch eine Betätigungsmechanik (KM) betätigbaren Spann- oder Fügestempel (2), unter dem in einem kragbalkenartigen Gegenhalter (3) des Vorrichtungsgestelles (1) eine zum Spann- oder Fügestempel (2) axial fluchtende Werkstücksauflage (4) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der fest mit dem Vorrichtungsgestell (1) verbundene Gegenhalter (3) aus einem, die Spann- und Fügebelastung aufnehmenden Teil (3') und aus einem die Werkstücksauflage (4) axial in Richtung der Belastung verschieblich enthaltenden Teil (3'') gebilde ist,
    und daß zwischen dem unteren Ende (4') der Werkstücksauflage (4) und dem die Last aufnehmenden Teil (3') eine lagefixierte Kugel (5) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum kraft- und formschlüssigen Fügen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Fügestempel (2) mit einer Patrize (7) und die Werkstücksauflage (4) mit einer Matrize (8) versehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Teil (3') als mittiger Kragbalkenfortsatz (6) am Vorrichtungsgestell (1) angeordnet ist, dem das Teil (3'') in Form zweier seitlich benachbart dazu am Vorrichtungsgestell (1) angeordneter Tragfortsätze (9) zugeordnet und auf diesen eine die Werkstücksauflage (4) tragende Traverse (10) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Teil (3') in Richtung der Fügebelastung höheneinstellbar am Vorrichtungsgestell (1) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kugel (5) in einer Kalotte (11) des Teiles (3') gelagert und mit einem Halteelement, wie Schraube (12) in der Kalotte (11) fixiert ist.(
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3822377A1 (de) * 1988-07-01 1990-01-04 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und vorrichtung zum verbinden zweier bleche
DE4119624C1 (en) * 1991-06-14 1992-07-02 Tuenkers Maschinenbau Gmbh, 4030 Ratingen, De Positive sheet metal plate joining mechanism - has joining press with plunger and die with plunger movable towards and away from die

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DE9216702U1 (de) 1993-01-28
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